DE2328122A1

DE2328122A1 - Wechselgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2328122A1
Application number: DE2328122*A
Authority: DE
Inventors: Gilbert Kenneth Hause
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1972-06-26
Filing date: 1973-05-30
Publication date: 1974-01-10
Also published as: GB1383897A; AU5618073A; AU465394B2; FR2191669A5; US3799004A

Description

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w/Vh-2959 30.5.73

General Motors Corporation, Detroit, Mich., V_eSt.A.

Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Bei Wechselgetrieben nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 ist es bekannt (DT-OS 1 500 404.3-12), eine äusserst gedrängt bauende Kupplungseinheit für die Schaltkupplungen vorzusehen, die aus einem umlaufenden Kupplungsgehäuse und von diesem umschlossenen ineinandergeschachtelten Mehrscheibenkupplungen besteht. Es wird hierdurch eine geringe Baulänge des Getriebes erreicht, das weiche Gangwechsel ermöglicht. Jedoch ist hierzu eine rechtverwickelte hydraulische

Steueranlage erforderlich, um eine genaue Abstimmung der Schaltvorgänge der Kupplungen zueinander sicherzustellen, die für weichen Gangwechsel unerlässlich ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

Wechselgetriebe der eingangs erwähnten"Artso auszugestalten, dass unter Beibehaltung der geringen'Baulänge" die Betätigung der Schalteinrichtungen mit einer einfacher ausgebildeten Steueranlage ermöglicht wird. . ■ -

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmale erreicht. . -· ·,

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen .

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung ist das, "bisherige wechselseitige Ein- und Ausschalten der Schaltkupplungen vermieden, so dass die Steueranlage infolge Fortfalls der gegenseitigen Abstimmung* einfacher ausgebildet werden kann. Die Freilaufkupplung ermöglicht in einfacher Weise ein selbsttätiges Aufwärtsschalten zum mittleren Gang und legt selbsttätig ein Reaktionsglied· eines Planetenrädergetriebes fest, wenn für den niedrigsten Gang das Kupplungsgehäuse ohne Einrücken der Kupplungen durch"die Bremse festgelegt ist. Beim Einrücken einer der Kupplungen tritt ein selbsttätiges abgestimmtes Aufwärtsschalten durch Überholen der Freilaufkupplung ein und für den direkten Gang ist das zusätzliche Einschalten der zweiten Kupplung unter Lösen der Bremse erforderlich. Ferner kann das Getriebe zur Motorbremsung konditioniert werden, indem

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eine Kupplung. _:etogerückt wird, die dös Ki^lungsgehäuse mit dem Reaktionsglied des PlanetenradWgetriebes verbindet, das seinerseits durch die Bremse festgelegt ist· Ferner ist ein drehmomentsrerstarkender Rückwärtsgang möglich» _;

«- In der. Zeichnung ist eiai Jaisftarungsbeispiel eines P«Wecfrse3:getr±ebes nacli der iä^findung im ^eilmittellängsschnitt dargestellt. ,.

Ein automatisches ¥ecliselgetriel>e 2 für ein Kraftfahrzeug lhat ein SeBäuse h_r i& dem^ ein nicht dargestellter hydrodynamischer DrehmoMentwandler bzw. eine Flüssigkeits3mpplung enthalten ist, wobei das Pumpenrad eine Zahnradpumpe 6 antreibt, die in einem durch einen Deckel 1© verschiössenen lampengehäuse 8 angeordnet ist. Der hydrodynamische Dj?elifflöfflentwandler hat ein Turbinenrad, das mit einer drehmometitifbertragenden Eingangswelle •14 des Wechselgetriebes verbunden ist. Die ¥elie 14 endet innerhalb des Getriebegehäuses 4 und tragt aufgeteilt ein kleines Sonnenrad (zweites Sonnenrad) eines rückwärtigen Planetenrädergetriebes 18 (zweites Planetenrädergetriebe). Das Sonnenrad kämmt mit kurzen Planetenrädern 20, die ihrerseits mit langen Planetenrädern 22 kämmen. Die langen und kurzen Planetenräder sind drehbar auf Zapfen 23 zwischen zwei Platten 24 und 26 eines Planetenräderträgers 28 gelagert. Der Planetenräderträger

28 hat eine nach rückwärts gerichtete Nabe, die mit einer Ausgangswelle 32 verkeilt ist, die axial ausgerichtet zur Eingangswelle 14 liegt. Die vordere Platte 24 des Planetenräderträgers 28 trägt aussen eine Verzahnung 33» in die eine willkürlich betätigbare, nicht dargestellte Klinke einfallen kann, mn eine Parkbremse für das Fahrzeug zu bilden.

Die mit den kurzen Planetenrädern 20 kämmenden langen Planetenräder 22 greifen ferner in ein Ringrad 34 und ein grosses Sonnenrad 36 (erstes Sonnenrad) ein, welch letzteres drehbar auf der Eingangswelle 14 über eine Lagerbüchse 38 gelagert ist. Radial auswärts des Ringrades 34 ist eine Mehrscheibenbremse 40 vorgesehen^ die mit belegten Reibscheiben mit dem Aussenumfang des Ringrades 34 zusammenarbeitet und zwischen diese greifende Stahlreibscheiben besitzt, die an dem Getriebegehäuse 4 festgelegt sind. Diese Bremse 40 bildet eine Rückwärtsgangbremse, die angelegt das Ringrad 34 festhält. Das Anlagen der Bremse 40 bewirkt ein hydraulischer Stellkolben 42, dem eine von der Steueranlage versorgte Druckkammer 44 zugeordnet ist« Schraubenfedern 46 sind an einem festen Federteller abgestützt und liegen gegen den Kolben 42 an, um bei Druckentlastung der Steuerkassi&er 44 als Rückstellfedern zu wirken.

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Vor dem rückwärtigen zweiten Planetenrädergetriebe 18 ist in dem Getriebegehäuse 14 ein einfaches erstes Planetenrädergetriebe 48 angeordnet, das aus einem Sonnenrad 50 besteht, das auf die Eingangswelle 14 aufgekeilt ist und ein Ringrad 52 aufweist. Mit dem Sonnenrad und dem Ringrad kämmen Planetenräder 54, die über Zapfen 56 zwischen zwei Teilen 58 und 60 eines Planetenräderträgers drehbar gelagert sind. Der aussenliegende Teil 60 des Planetenräderträgers hat die Gestalt einer Trommel und endet in einer ringförmigen Schulter, von der Lapp-en 62 zwischen die Zähne des Sonnenrades 36 des zweiten Planetenrädergetriebes greifen, so dass der Planetenräderträger des ersten Planetenräderträgers mit dem Sonnenrad 36 des zweiten Planetenräderträgers verbunden ist.

Der innenliegende Teil 58 des Planetenräderträgers des ersten Planetenrädergetriebes hat eine ringförmige Nabe 59, mit der ein Innenlaufring 64 einer Breilaufkupplung 66 verbunden ist. Rollen 68 der Freilaufkupplung sind zwischen dem Innenlaufring.64 und einem Aussenlaufring 70 angeordnet. Zwischen dem Innenlaufring 64 und einer zentralen zylindrischen Büchse 73, die sich nach hinten von dem Pumpendeckel 10 erstreckt, ist ein ringförmiges Abstandsstück 71 vorgesehen. Zwischen den Aussenlaufring 70 der Freilaufkupplung und einer

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Trommel 72, die mit dem Ringrad 52 verkeilt ist, ist eine erste Mehrscheibenkupplung 74 angeordnet, deren beschichtete Reibscheiben mit der Trommel 72 zusammenarbeiten und zwischen Stahlreibscheitien greifen, die mit einer Schulter am Aussenlaufring 70 verkeilt sind. Die erste Kupplung 74 wird durch einen hydraulischen Stellkolben 76 eingerückt, der innerhalb eines äusseren Stellkolbens 80 angeordnet ist, wobei beide Stellkolben an einer inneren Büchse 82 des trommeiförmigen Kupplungsgehäuses 84 abgestützt sind. Das trommelförmige Kupplungsgehäuse 84 liegt zwischen einer Schulter 85 am Pumpendeckel 10 und dem ringförmigen Abstandsstück 71 und ist drehbar auf der zentralen Büchse 73 gelagert. Innerhalb des Stellkolbens 80 ist eine ringförmige Trennwand 86 vorgesehen, die mit den ineinander geschachtelten Stellkolben 76 und 80 zusammenarbeitet, um eine zweite Steuerkammer 90 zu verbinden, die an die Steueranlage angeschlossen ist. Durch Zufuhr von Druckflüssigkeit zu dieser Steuerkammer wird der Stellkolben 76 zum Einrücken der Kupplung 74 bewegt. Zwischen dem Stellkolben 76 und dem Aussenlaufring 70 der Freilaufkupplung 66 sind Rückstellfedern 92 vorgesehen, die den Stellkolben bei druckloser Steuerkammer 90 zurückstellen.

Der äussere Stellkolben 80 ist innerhalb des Kupplungsgehäuses 84 verschieblich, um eine zweite Mehrscheiben-

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kupplung 96 einzurücken, die mit· Stahlreibscheiben an der Innenfläche des Kupplungsgehäuses 84 zwischen "beschichtete Reibscheiben greift, die mit der Aussenflache des trommeiförmigen Teils 60 des Planetenräderträgers des ersten Planetenrädergetriebes zusammenarbeiten. Der Stellkolben 80 wird zum Einrücken der zweiten Kupplung 96 durch Druckzufuhr zu einer Steuerkammer 100 bewegt, die zwischen* dem Kupplungsgehäuse 84 und einer senkrechten Stirnwand des Stellkolbens 80 gebildet ist. Eine Rückstellfeder 102 in Form einer Tellerfeder stützt sich an der Zwischenwand 86 ab und bewirkt die Rückstellung des Stellkolbens 80 bei Druckentlastung der Steuerkammer 100. Der äussere zylindrische Umfang des Kupplungsgehäuses 84 arbeitet wahlweise mit einer Bandbremse 104 zusammen, die durch eineinicht dargestellten üblichen Flüssigkeitsstellmotor betätigbar sind.

Für den ersten niedrigen Gang wird die Bandbremse 104 angelegt, um das Kupplungsgehäuse 84 festzulegen, so dass die Freilaufkupplung 66 selbsttätig bsi Vorwärtsdrehen des kleinen Sonnenrades 16 durhh die Eingangswelle 14 iasst und dadurch als Bremse wirkt, die das grosse Sonnenrad 36 festlegt und zum Reaktionsglied macht. Unter diesen Bedingungen ergibt der zweite Planetenrädersatz 18 eine starke Übersetzung ins Langsame von beispielsweise 2.48, so dass der

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Planetenräderträger 28 des zweiten Planetenrädergetriebes vorwärts mit wesentlich geringerer Drehzahl als die Eingangswelle 14 angetrieben wird.

Pur den zweiten mittleren Gang wird die erste Kupplung 74 eingerückt, indem Druckflüssigkeit der Steuerkammer 90 zugeleitet wird, um den Stellkolben 76 zu beaufschlagen. Bei einrückter erster Kupplung 74 wird das Ringrad 52 des ersten Planetenrädergetriebes 48 über den Aussenlaufring 70 mit dem Kupplungsgehäuse 84 verbunden, das weiterhin durch die Bandbremse 104 festgelegt ist. Das festgehaltene Ringrad 52 wirkt als Reaktionsglied, so dass das erste Planetenrädergetriebe auf eine Übersetzung ins Langsame geschaltet ist, wobei der Planetenräderträger des ersten Planetenrädergetriebes das grosse Sonnenrad 36 des zweiten Planetenrädergetriebes vorwärts mit verringerter Drehzahl antreibt. Bei in dieser Weise angetriebenem grossen Sonnenrad und mit der Drehzahl des Turbinenrades des Drehmomentwandlers angetriebenem kleinen Sonnenrad 16 ergibt sich iaT zweiten Planetenrädergetriebe ein mittleres Übersetzimgsv©rhäTtnis von beispielsweise 1,62. Die Freilaufkupplung 66 läuft selbsttätig frei, wenn die erste Kupplung 74 angelegt wird, um den mittler-^- Gang zu schalten, so dass hierfür eine besondere Steuerur._o nicht erforderlich ist, um das abgestimmte Freigeben des grossen

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Sonnenrades 36 für den mittleren Gang zu überwachen . Durch die Freilaufwirkung erfolgt der Gangwechsel vom ersten zum zweiten Gang einwandfrei abgestimmt durch das Einrücken der ersten Kupplung 74, die in diesem Falle die einzige zu betätigende Schalteinrichtung ist, so dass, hier ein weihher Gangwechsel erreicht wird.

Zum Einschalten des dritten Ganges, der ein direkter Gang ist, wird die Bandbremse 104 gelüftet, so dass das Kupplungsgehäuse 84 umlaufen kann. Ferner wird die zweite Kupplung 96 eingerückt, während die erste Kupplung 74 eingerückt bleibt. Unter diesen Bedingungen sind die Planetenrädergetriebe gesperrt, so dass sie als Einheit mit einem Übersetzungsverhältnis von lsi umlaufen.

Der Rückwärtsgang wird dadurch erzielt, dass lediglich die Rückwärtsgangbr-emse 40 angelegt wird, also das Ringrad 34 des zweiten Planetenrädergetriebes festgelegt wird» Bei Vorwärtsantrieb des kleinen Sonnenrades 16 des zweiten Planetenrädergetriebes wird dessen Planetenräderträger rückwärts mit verringerter Drehzahl angetrieben.

Zum Bewirken von Motorbremsung,beispielsweise auf abfallender Fahrbahn, wird die Bandbremse 104 angelegt, um das Kupplungsgehäuse 84 festzulegen, und die zweite Kupplung einrückt , indem der Stellkolben 80 beaufschlagt wird. Hierdurch

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wird das grosse Sonnenrad 36 des zweiten Planetenrädergetriebes festgelegt und zum Reaktionsglied gemacht und es erfolgt ein Antrieb von der Ausgangswelle 32 durch die Planetenrädergetriebe zurückzur Eingangswelle 14. Dieser rückwärts gerichtete Kraftfluss setzt sich durch den hydrodynamischen Drehmomentwandler bis zur Antriebsmaschine fort, die bei geringer Leistungseinstellung die Motorbremsung bewirkt.

In Leerlauf sind alle Bremsen gelüftet und alle Kupplungen ausgerückt, so dass durch die Planetenrädergetriebe kein. Drehmoment übertragen wird.

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Claims

Patentansprüche

(l.J Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer ein umlaufendes Kupplungsgehäuse aufweisenden Kupplungseinheit zum Schalten mehrerer Gänge zwischen einer Eingangs- und einer Ausgangswelle, dadurch g e kennzeichn et, dass eine wahlweise betätigbare Bremse (104) zum Festlegen des Kupplungsgehäuses (84) vorgesehen ist, dass zwischen dem Kupplungsgehäuse und einem Zahnradgetriebe (48,18) eine durch einen Stellmotor (76) wahlweise einrückbare erste Kupplung (74) und eine Freilaufkupplung (66) angeordnet sind, und das Zahnradgetriebe bei durch die Tremse festgelegtem Kupplungsgehäuse für den ersten Vorwärts-

konditioniert ist
gang/und die Freilaufkupplung abhängig von dem Einrücken der ersten Kupplung überholt, um das Zahnradgetriebe für einen zweiten Vorwärtsgang zu konditionieren.

2. Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass das Zahnradgetriebe aus einem ersten Planetenrädergetriebe (48) und einem zweiten Planetenrädergetriebe (18) besteht, und ein Planetenräderträger (58,60) des ersten Planetenrädergetriebes mit einem Sonnanrad (36) des zweiten Planetenrädergetriebes verbunden ist, und dass die Freilauf-

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kupplung (66) zwei Laufringe (70 und 64) aufweist, von denen der eine.mit dem umlaufenden Kupplungsgehäuse (84) und der andere mit dem Planetenräderträger des ersten Planetenrädergetriebes verbunden ist,

3· Wechselgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsglied (14) mit einem Sonnenrad (50) des ersten Planetenrädergetriebes (48) und einem zweiten Sonnenrad (16) des zweiten Planetenrädergetriebes (18) verbunden ist, und ein Planetenräderträger (28) des zweiten Planetenrädergetriebes mit dem Ausgangsglied (32) verbunden ist.

4. Wechselgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (74) das Kupplungsgehäuse (84) mit einem Ringrad (52) des ersten Piaentenrädergetriebes (48) verbindet, und eine wahlweise einrückbare zweite Kupplung (96) zwischen dem Kupplungsgehäuse lind dem Planetenräderträger (58,60) des ersten Planetenrädergetriebes angeordnet ist.

5* Wechselgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in einem Gehäuse (4) des Getriebes dreh-Ib r gelagerte Kupplungsgehäuse (84) eine ringförmige Trommel aufweist, die die erste und zweite Kupplung (74 bzw. 96) und die ihnen zugeordneten Stellmotoren (76 bzw. 80)

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und neben deren Aussenfläche die innerhalb des Getriebegehäuses liegende Bremse (104) angeordnet ist.

6. Wechselgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingerückter zweiter Kupplung (96) und angelegter Bremse (104) ein Kraftweg vom Ausgangsglied (32) zum Eingangsglied (14) zum Zweck der Motorbremsung eingeschaltet ist.

7. Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drehbar in einem Planetenräderträger (58,60) gelagerte Planetenräder (54) eines ersten Planetenrädergetriebes (48) mit einem Sonnenrad (50) und einem Ringrad (52) kämmen, und dass ein erstes Sonnenrad (36) eines zweiten Planetenrädergetriebes (18) mit langen Planetenrädern (22) kämmt, die mit einem Ringrad (34) und kurzen Planetenrädern in Eingriff stehen, und die kurzen Planetenräder mit einem zweiten Sonnenrad (16) kämmen, dass die langen und kurzen Planetenräder drehbar in, einem mit einem Ausgangsglied (32) verbundenen Planetenräderträger (28) gelagert sind, dass das Sonnenrad des" ersten Planetenrädergetriebes mit dem zweiten Sonnenrad des zweiten/Planetenrädergetriebes durch eine Welle (14) miteinander verbunden sind, die von dem Turbinenrad eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers antreibbar ist, dass das erste Sonnenrad des zweiten Planetenrädergetriebes mit dem Planeten-

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räderträger (58,60) des ersten Planetenrädergetriebes verbunden ist, und eine für den Rückwärtsgang wahlweise anlegbare Rückwärtsgangbremse (40) zwischen dem Ringrad (34) des zweiten Planetenrädergetriebes und dem Getriebegehäuse (4) angeordnet ist, dass ferner in dem umlaufenden Kupplungsgehäuse (84) eine wahlweise betätigbare erste Kupplung (74) zwischen dem Kupplungsgehäuse und dem Ringrad des ersten'Planetenrädergetriebes, radial auswärts der ersten Kupplung eine wahlweise einrückbare zweite Kupplung (96) zwischen dem Kupplungsgehäuse und dem Planetenräderträger des ersten Planetenrädergetriebes und dem ersten Sonnenrad des zweiten Planetenrädergetriebes, sowie den beiden Kupplungen zugeordnete Flüssigkeitsstellmotoren (76 bzw. 80) angeordnet sind, und eine innerhalb des Getriebegehäuses (4) liegende Bremse (104) wahlweise von aussen gegen das Kupplungsgehäuse (84) anlegbar ist, und dass eine Freilaufkupplung (66) mit ihrem einen Laufring (70) mit dem Kupplungsgehäuse und mit ihrem anderen Laufring (64) mit dem Planetenräderträger des ersten Planetenrädergetriebes und dem ersten Sonnenrad des zweiten Banetenrädergetriebes verbunden ist, und die Freilaufkupplung bei durch die Bremse (104) festgelegtem Kupplungsgehäuse (84) kuppelt, um den niedrigsten Vorwärtsgang zu schalten, beim zusätzlichen Einrücken der ersten Kupplung (74)

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überholt, um einen mittleren Gang zu schalten, während ein dritter Vorwärtsgang durch gleichzeitiges Einrücken der ersten und zweiten Kupplung und zwecks Motorbremsung ein Kraftfluss vom Ausgangsglied (j52) zum Eingangsglied (14) beim Einrücken der zweiten Kupplung (96) und Anlegen der Bremse (104) geschaltet werden.

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